CN103890877B - 用于安置在具有电驱动装置的车辆上的次级变压器单元以及具有电驱动装置的车辆 - Google Patents

用于安置在具有电驱动装置的车辆上的次级变压器单元以及具有电驱动装置的车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于安置在具有电驱动装置的车辆（11）上的次级变压器单元（10），该次级变压器单元包括：至少一个带有上侧（14）和下侧（15）的次级铁芯（12），该上侧和下侧沿z方向界定次级铁芯（12）；至少一个次级线圈（13），其布置在所述次级铁芯（12）上；其中所述次级铁芯（12）具有至少一个预定变形部件（16），该预定变形部件基本上沿z方向在上侧（14）和下侧（15）之间延伸。

Description

用于安置在具有电驱动装置的车辆上的次级变压器单元 以及具有电驱动装置的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于安置在具有电驱动装置的车辆上的次级变压器单元以及一种具有电驱动装置的车辆。
背景技术
在现有技术中已知了具有电驱动装置的机动车，例如混合动力汽车，以及纯电动汽车，其包括用于电动机的电能供应的动力电池。这些已知的机动车配备了用于感应能量传输的系统，该系统也实现了伴随着高的操纵舒适度的电池的频繁的再充电。该系统根据变压器的类型起作用并包括初级变压器单元和次级变压器单元，该初级变压器单元在基础设施方面，例如安置在车库的后壁上，而次级变压器单元内置在机动车的前部处于前方车牌之后。
文献DE 10 2009 023 409 A1涉及一种用于电能传输的系统。该文献公开了一种次级变压器单元，其安置在电动车的头部或前部且包括U形的半变压器铁芯和倾斜地卷绕在该半变压器铁芯上的线圈绕组。该次级变压器单元安装在电动车的前部保险杠上，而电动车的前方车牌安装在次级变压器单元上。
因为该已知的次级变压器单元安置在车辆的头部，所以其必须内置在车辆的一区域中，该区域在行人交通事故中对碰撞特性影响很大。车辆的前部区域尤其由于额外待安装的结构部件——尤其是通常由电工钢片或铁氧体组成的半变压器铁芯而变得更坚硬，然而需要尽可能良好限定的且软的车辆前部，以便把行人的受伤风险保持为最小。因为已知的次级变压器单元安装在前方车牌之后前部保险杠上，所以给由泡沫材料制成的变形元件剩下很小的结构空间，该变形元件布置在保险杠和乘客厢之间，因此必须减小其厚度——即其沿行驶方向的延展。这导致了车辆前部的硬度进一步增大。
US 5 656 983 A描述了一种次级变压器单元，其具有次级铁芯和布置在该次级铁芯上的线圈。在次级变压器单元的、设计用于与初级变压器单元的接触面感应耦合的接触面的前侧上，次级变压器单元在次级铁芯和线圈的、形成该前侧的接触面的表面上具有一涂层，该涂层部分地由弹性材料制成。该涂层用于，当初级变压器单元和次级变压器单元为了感应耦合的目的而发生机械接触时避免次级铁芯和初级铁芯被损坏。
发明内容
本发明的目的在于，鉴于在行人交通事故中的碰撞特性对次级变压器单元以及具有这种次级变压器单元和具有电驱动装置的车辆进行改进。
根据第一方面，本发明提出了一种用于安置在具有电驱动装置的车辆上的次级变压器单元，该次级变压器单元包括：
-至少一个带有上侧和与该上侧对置的下侧的次级铁芯，该上侧和下侧沿第一方向界定次级铁芯；
-至少一个次级线圈，其布置在所述次级铁芯上；其中
-所述次级铁芯具有至少一个预定变形部件，该预定变形部件沿第一方向在上侧和下侧之间延伸。
因为在与行人之间发生的事故中，在预定变形部件处出现通常是坚硬的次级铁芯的变形，所以能够以限定方式导出行人的碰撞能量。厚度——即沿行驶方向的延展——和用于保护行人的泡沫材料变形元件的形状可以如此简单地优化，即产生碰撞特性中的尽可能积极的作用，因为次级铁芯的与预定变形部件相邻的部段分担了碰撞力。
次级铁芯设计为板状且具有沿y方向的宽度、沿z方向的高度和沿x方向的厚度，该厚度小于宽度和高度。在此，x方向对应于车辆的行驶方向或纵向方向——次级变压器单元应该安置在该车辆上，y方向对应于该车辆的横向方向，而z方向对应于该车辆的竖直方向。优选地，厚度小于高度而高度小于宽度。
因为预定变形部件基本上沿z方向延伸，所以主要保护了由车辆的前部检测到的行人的腿部。
这种板状的次级铁芯在碰撞时会容易沿x方向变形，且不需要保险杠和乘客厢之间大的结构空间，从而在该对前部碰撞特性重要的区域中待安装的泡沫材料变形元件可以具有更大的厚度——即沿行驶方向的延展。
预定变形部件可以根据需要以任意类型和方式延伸，例如至少部分地直线地和/或弯曲地和/或曲折地和/或波纹状地和/或锯齿形地延伸。
此外设计为，所述预定变形部件从上侧延伸直至下侧或者连接上侧和下侧。
预定变形部件的这种延伸实现了，在与基本上沿z方向延伸的物体——例如行人的腿部碰撞时次级铁芯特别容易变形。
预定变形部件可以根据需要以任意类型和方式设计，且例如具有至少一个预定破坏线(破裂线，断裂线)和/或至少一个预定弯曲线。预定破坏线和/或预定弯曲线优选具有至少一个穿孔线和/或至少一个槽。
穿孔线和槽都导致产生材料的削弱部，所述穿孔线和槽形成在该材料中，从而其沿着相应的预定破坏线破坏或者会沿着相应的预定弯曲线弯曲。
可选地或附加地，预定变形部件可以具有至少一个、尤其是长形的连接元件，该连接元件比次级铁芯的相邻的部段更软和/或弹性更大。
因此，该连接元件例如按照铰链的形式实现了次级铁芯的相邻的部段之间的相对运动、尤其是翻转运动。该连接元件可以根据需要具有上述预定破坏线和/或预定弯曲线。
连接元件的材料可以根据需要任意选择，且优选包含软磁性材料。
因此，连接元件例如可以由塑料——像PE或PP，或者橡胶和粉末状软磁性材料——例如铁氧体粉末的混合物制成，尤其通过注塑方式制成。
可选地或附加地，也可以设计为：
-连接元件具有至少一个丝线和/或至少一个薄膜(薄板)和/或至少一个格栅和/或至少一个网；
-丝线和/或薄膜和/或格栅和/或网与次级铁芯的和连接元件相邻的部段连接。
丝线、薄膜、格栅和网的材料可以根据需要任意选择且例如包含至少一种金属和/或橡胶和/或至少一种塑料和/或碳和/或至少一种硅和/或至少一种玻璃和/或至少一种陶瓷和/或优选是软磁性的。
可以设计为，该预定变形部件把次级铁芯沿y方向分成多个具有相同宽度的部段。
这些部段优选结构相同，由此可以简单且价廉地制造次级铁芯。
可以设计为，所述次级铁芯的通过所述预定变形部件连接的部段的边缘是倒圆角的或倒斜角的。
由此通过在碰撞时已经脱落的各个部段减小了受伤危险。
根据第二方面，本发明提出了一种具有电驱动装置的车辆，所述车辆包括至少一个所提出的次级变压器单元。
可以设计为，次级变压器单元中的一个布置在车辆的前部和/或次级变压器单元中的一个布置在车辆的后部和/或次级变压器单元中的一个布置在车辆的左侧和/或次级变压器单元中的一个布置在车辆的右侧。
每个所提出的车辆还可以包括：前部的牌照板，该牌照板沿行驶方向布置在设置在前部的次级变压器单元的前方；和/或后部的牌照板，该后部的牌照板沿行驶方向布置在设置在后部的次级变压器单元的后方。
关于本发明的一个方面的实施方案，尤其是关于该方面的各个特征的实施方案相应地也适用于本发明的其它方面。
附图说明
下面根据附图进一步示例性地阐述本发明的实施方案。然而，由此得知的各个特征不局限于各个实施方案，而是可以进一步与上述单个特征和/或其它实施方案的单个特征结合。附图中的细节仅是说明性的，而不应理解为局限性的。附图标记不应该以任何方式限定本发明的保护范围，而仅是说明附图中示出的实施方案。
附图示出：
图1示出次级变压器单元的第一实施方案的正视图，该次级变压器单元可以布置在具有电驱动装置的车辆的前部；
图2是相对图1的俯视图；
图3示出次级变压器单元的第二实施方案的俯视图；以及
图4是具有电驱动装置的车辆的优选的实施方案的正视图。
具体实施方式
在图1和2中示意性示出了根据本发明的次级变压器单元10的第一实施方案，该次级变压器单元用于安置在具有电驱动装置的车辆11(图4)上。该次级变压器单元10包括次级铁芯12和次级线圈13，所述次级线圈布置在次级铁芯12上。次级铁芯12具有上侧14和下侧15，该上侧和下侧沿z方向界定次级铁芯，在图1中z方向向上且在图2中向前穿出纸平面且对应于车辆11的竖直方向。
在该第一实施方案中，次级铁芯12具有四个长形的或伸长的或棒状的预定变形部件16，其分别沿z方向从上侧14延伸直至下侧15且如此布置，即该预定变形部件把次级铁芯12沿y方向分成五个具有相同宽度的部段12'，在图1和2中该y方向向右且对应于车辆11的横向方向。
在该第一实施方案中，每个预定变形部件16都具有一个连接元件17。每个连接元件17由包含橡胶和均匀地分布在其中的精细的铁氧体粉末的材料制成，且因此比次级铁芯12的相应的与之相邻的部段12'更软且更有弹性，所述部段分别由铁氧体制成。每个连接元件17通过橡胶-铁氧体粉末-混合物的硫化与两个分别相邻的部段12'连接。
在该第一实施方案中，次级铁芯12设计为板状且具有左侧18、右侧19、前侧20和后侧21。左侧18和右侧19沿y方向界定次级铁芯12。前侧19和后侧20沿x方向界定次级铁芯12，在图1中x方向向前穿出纸平面且在图2中x方向向下。在此，x方向对应于车辆11的行驶方向或纵向方向。此外，次级铁芯12沿y方向具有一对应于左侧面18和右侧面19之间的距离的宽度，沿z方向具有一对应于上侧14和下侧15之间的距离且明显小于宽度的高度，以及沿x方向具有一对应于前侧20和后侧21之间的距离且明显小于高度的厚度。
在该第一实施方案中，次级线圈13以三个基本上为矩形的绕组的形式布置在次级铁芯12的前侧20上。未示出的、包括初级铁芯和布置在该初级铁芯上的初级线圈的初级变压器单元如此设计，即当初级变压器单元以小的间距定位在前侧20之前且交流电流经其初级线圈时，初级变压器单元产生一磁场，该磁场的磁力线在图1中通过具有点的圆和具有叉的圆表示。磁力线例如在前侧20上通过具有叉的圆标记的位置处进入部段12'并在通过具有点的圆标记的位置处从部段12'穿出且在部段12'中从具有叉的圆延伸至具有点的圆。因此，该磁力线包围了次级线圈13的绕组并在那里感应出交流电压，该交流电压被施加到车辆11的未示出的高压车载电网用以对车辆的动力电池充电。
在图3中示出了根据本发明的次级变压器单元10的第二实施方案。该第二实施方案与第一实施方案相似，因此下文仅对区别进行详细说明。
在该第二实施方案中，次级铁芯12具有五个预定变形部件16，其分别具有形式为穿孔线的预定破坏线22。次级铁芯12一件式地成形且由铁氧体制成，且预定破坏线22包括在次级铁芯12的材料中形成的穿孔开口或贯通部。
在图4中示意性示出根据本发明的、具有电驱动装置的车辆11的形式为混合动力汽车的优选实施方案。该车辆11包括第一实施方案的次级变压器单元10、前部的牌照板23和前部的保险杠24。
在该优选的实施方案中，次级变压器单元10以其后侧21固定在保险杠24的沿x方向向前指向的前侧上，通过这种方式该次级变压器单元布置在车辆11的前部。此外，牌照板23以其相对于行驶方向或x方向的后侧固定在次级铁芯12的前侧20上，通过这种方式该牌照板沿x方向布置在次级变压器单元10的前方。在此，牌照板23如此布置且次级线圈13的绕组如此布置在次级铁芯12的前侧20上，即牌照板23贴靠在前侧20的、被次级线圈13包围的部分表面上且次级线圈13环绕牌照板23却并不与其接触。

Claims (10)

1.一种用于安置在具有电驱动装置的车辆(11)上的次级变压器单元(10)，该次级变压器单元包括：
-至少一个带有上侧(14)和与该上侧对置的下侧(15)的次级铁芯(12)，该上侧和下侧沿第一方向(z)界定次级铁芯(12)；
-至少一个次级线圈(13)，其布置在所述次级铁芯(12)上；
其特征在于，
-所述次级铁芯设计为板状且具有沿与第一方向(z)垂直的第二方向(y)的宽度、沿第一方向(z)的高度和沿与第一方向(z)和第二方向(y)垂直的第三方向(x)的厚度，其中，厚度小于宽度和高度；和
-所述次级铁芯(12)具有至少一个预定变形部件(16)，该预定变形部件沿第一方向(z)在上侧(14)和下侧(15)之间从上侧延伸直至下侧，并且该预定变形部件把次级铁芯沿第二方向(y)分成多个部段，
-所述预定变形部件(16)具有预定破坏线(22)和/或预定弯曲线。
2.根据权利要求1所述的次级变压器单元(10)，
其特征在于，
-所述预定破坏线(22)和/或预定弯曲线具有穿孔线和/或槽。
3.根据权利要求1或2所述的次级变压器单元(10)，
其特征在于，
-所述预定变形部件(16)具有连接元件(17)，该连接元件比所述次级铁芯(12)的相邻部段(12')更软和/或弹性更大。
4.根据权利要求3所述的次级变压器单元(10)，
其特征在于，
-所述连接元件(17)的材料包含软磁性材料。
5.根据权利要求3所述的次级变压器单元(10)，
其特征在于，
-所述连接元件(17)具有丝线；
-所述丝线与所述次级铁芯的同所述连接元件(17)相邻的部段(12')连接。
6.根据权利要求1或2所述的次级变压器单元(10)，
其特征在于，
-所述预定变形部件(16)把所述次级铁芯(12)沿第二方向(y)分成多个具有相同宽度的部段(12')。
7.根据权利要求1或2所述的次级变压器单元(10)，
其特征在于，
-所述次级铁芯(12)的通过所述预定变形部件(16)连接的部段(12')的边缘是倒圆角的或倒斜角的。
8.一种具有电驱动装置的车辆(11)，所述车辆包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的次级变压器单元(10)。
9.根据权利要求8所述的车辆(11)，
其特征在于，
-所述次级变压器单元(10)中的一个布置在所述车辆(11)的前部和/或所述次级变压器单元(10)中的一个布置在所述车辆(11)的后部和/或所述次级变压器单元(10)中的一个布置在所述车辆(11)的左侧和/或所述次级变压器单元(10)中的一个布置在所述车辆(11)的右侧。
10.根据权利要求9所述的车辆(11)，该车辆还包括：
-前部的牌照板(23)，该前部的牌照板沿行驶方向布置在设置在前部的次级变压器单元(10)的前方；和/或后部的牌照板，该后部的牌照板沿行驶方向布置在设置在后部的次级变压器单元的后方。
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